חוקרים במעבדה להתחדשות רקמות הלב במכון ויצמן בראשות פרופסור אלדד צחוק, גילו טיפול פורץ דרך שעשוי בעתיד לאפשר הליך מניעתי להתקפי לב. הגילוי נחשף במאמר שהתפרסם היום (רביעי) בכתב העת המדעי Research Nature Cardiovascular.
מחלות לב וכלי דם הן סיבת המוות המובילה של האנושות, אולם אינן נתפסות לרוב כמשהו שאפשר להתכונן אליו באמצעות טיפול מונע.
פרופסור צחור וחוקרים במעבדתו הצליחו להפעיל מנגנון תאי בלבבות עכברים בריאים שהופך את העכברים הללו לחסינים בפני התקפי לב עתידיים.
• זאת ההזדמנות שלך! נסדר לך קריירה ונלווה אותך להצלחה - לפרטים נוספים לחצו כאן
החוקרים מדגישים כי ההליך רחוק מאוד מלהיות ישים לבני אדם, אך הממצאים שלהן מעצבים מחדש את ההבנה שלנו לגבי יכולות ההתחדשות של הלב – ואולי איברים אחרים – וכיצד ניתן לשפר אותם באמצעות התערבות רפואית מונעת.
צחור אמר: "זו הוכחה לרעיון […] והיא מצביעה על אפיקי מחקר חדשים הבודקים מתן טיפול בלב לא רק לאחר הנזק, אלא מעמדה מונעת המגבירה את יכולת ההחלמה מפציעה עוד לפני שהנזק מתרחש".
המחקר, בהנחיית ד"ר אברהם שקד במעבדתו של צחור במחלקה לביולוגיה מולקולרית של התא של ויצמן, התמקד בעכברים מהונדסים גנטית שהקרדיומיוציטים שלהם – התאים המרכיבים את רקמת שריר הלב – מבטאים יתר על המידה גן שמפעיל חלוקת תאים בעכברים ויונקים אחרים, כולל בני אדם. במחקרים קודמים מצאו מדענים במעבדה של צחור כי הגן, ERBB2, גורם לחלוקת תאים בקרדיומיוציטים – אירוע מדהים מכיוון שבסביבות זמן הלידה תאים אלו מאבדים את יכולתם להתרבות.
ד"ר שקד מספר: "במהלך התפתחות העובר, התאים שלנו מוקצים לתפקידיהם השונים – עצבים, קרנית, שריר לב וכו' – באמצעות תהליך שנקרא התמיינות […] זה מאופיין בספקטרום: בקצה אחד נמצאים תאי גזע, שאינם מובחנים אך מסוגלים להתחלק ולייצר סוגים שונים של תאים. בצד השני נמצאים תאים בעלי התמחות גבוהה כמו קרדיומיוציטים, שאינם מסוגלים עוד להתחלק לאחר התמיינות. הם מאוד יעילים בתפקודם, אבל הרקמה שהם מורכבים לא מתחדשת באופן טבעי".
זו אחת הסיבות לכך שאפיזודות לב הן כל כך הרסניות. התקפי לב הורגים מספר עצום של תאי לב שאין יכולת לשקם. לכן, גם אנשים ששורדים את ההתקף נותרים לרוב עם ביצועי לב מופחתים.
במחקרים קודמים, כאשר הצוות של צחור הצליח להפעיל את החלוקה של תאי הלב – על ידי הפעלה קצרה של הגן ERBB2 בתאים אלה – תפקוד הלב הכללי ירד באופן זמני, ולא השתפר מיד. זה קרה בגלל שהתאים המבטאים את הגן ERBB2 עברו דה-דיפרנציאציה, כלומר הם חזרו למצב פחות מיוחד, קרוב יותר לזה של לב עוברי. זה, בתורו, הגביל את יכולתם להתכווץ, הנחוצה לתפקוד תקין של הלב. אבל ברגע שביטוי היתר נפסק, תאי הלב עברו התמיינות מחדש – כלומר, הם חזרו שוב למצב התמחות גבוהה – וביצועי הלב השתפרו.
במחקר החדש, המדענים ביקשו להבין מה קורה ללבבות ש"מתחדשים" על ידי הפעלת הגן ERBB2 וכיצד, בדיוק, הם התמיינו מחדש וחזרו לתפקוד תקין לאחר כיבוי הגן. הביצועים של לבבות כאלה לא היו מובחנים מזה של קבוצת הביקורת, אבל שקד הבחין בכמה הבדלים משמעותיים בביטוי הגנים בין שתי האוכלוסיות.
שקד מסר: "זה היה מפתיע וסקרן […] הנחנו שהכל חוזר לקדמותו לאחר כיבוי ERBB2 בקרדיומיוציטים. עם זאת, ראינו דפוס גנטי שונה – ביטוי יתר בגנים מסוימים ותת ביטוי בגנים אחרים – בעקבות הפעלת ERBB2. במילים אחרות, מצאנו השפעות ארוכות טווח".
גילוי זה גרם לשקד וצחור לתהות האם ניתן לכייל ביטוי ERBB2 לשיפור ביצועי הלב.
צחור אמר: "זה גרם לנו לחשוב ש-ERBB2 הוא לא רק מתג שמונע דיפרנציאציה, אלא חלק ממנגנון שיכול להפוך את הלב לצעיר וגמיש יותר".
כדי לבדוק השערה זו, החוקרים הפכו את סדר הניסויים הקודמים שלהם עם ERBB2. במקום להפעיל את ERBB2 בעכברים פצועים כדי לגרום לתאי הלב שלהם להתחלק, הם הדליקו אותו תחילה בעכברים בריאים למשך כמה שבועות ואז כיבו אותו שוב. לאחר מכן, החוקרים צפו כיצד לבם של אותם עכברים התמודד עם פציעה. התוצאה: עכברים שעשו ביטוי יתר של ERBB2 התאוששו, אבל אחרים לא.
צחור סיפר: "מצאנו מעיין נעורים בעכברים האלה, דרך חדשה להפוך את הלב לצעיר וחזק יותר".
נכון לעכשיו, צוות המחקר בוחן מספר השערות לגבי מנגנונים שבאמצעותם ביטוי יתר קצר של ERBB2 יכול לעזור לעכברים לשרוד נזק לבבי עתידי. אפשרות אחת היא שהגן מפעיל סדרה של שינויים המאפשרים ליותר תאי לב לשרוד את חוסר החמצן האופייני להתקפי לב והרסני במיוחד עבור תאי הלב.
החוקרים חשפו גם כיצד לולאת משוב שלילי מניעה התמיינות מחדש בתאי הלב.
צחור אמר: "הגוף מוודא שההתמיינות תתרחש מכיוון שבאופן כללי, הוא לא רוצה תאים שלא עושים דבר מלבד מתחלקים, כמו תאים סרטניים. […] זו הסיבה ש-ERBB2, תוך כדי הזזת קרדיומיוציטים בכיוון ההפוך של התמיינות טבעית, מפעיל בו-זמנית גנים המעוררים התמיינות. יש בלמים ואיזונים במקום. אלמלא המנגנון הזה, תאי הלב הבלתי מובחנים לא היו מסוגלים להתמיין בחזרה לקרדיומיוציטים מתפקדים".
הצוות מצא שעכבר שה-ERBB2 שלו הופעל זמנית כשהיה בן שלושה חודשים התאושש מפציעה לבבית גדולה שאירעה חמישה חודשים לאחר מכן.
צחור מסר: "אם נתרגם את זה לשנים אנושיות, זה דומה לילד בן 18 שמקבל טיפול שמאפשר לאותו אדם לשרוד התקף לב בגיל 50".
עם זאת, טיפול מסוג זה אינו קרוב ליישום על בני אדם.
צחור הסביר: "אנחנו מורידים את התפקוד של קרדיומיוציטים כדי לאפשר לשקם אותם בעתיד. […] מנקודת מבט קלינית, מדובר בהתערבות קיצונית ודרסטית. ובכל זאת, לפחות באופן עקרוני, המחקר שלנו עשוי להוביל לדרך לטפל באנשים שיש להם סיכון גבוה להתקף לב, עוד לפני שההתקפים האלה קורים".
